恆星演化與死亡

Ia型超新星

/ type one-AY /

設想一顆死去的恒星——一顆白矮星,是類太陽恒星留下的、正在冷卻的餘燼——它其實沒有看上去那麼死。如果它能從一顆伴星那裡偷取物質,它便緩緩變重,悄悄逼近一道臨界極限。當它越過那條線,整顆星就在一場熱核爆炸中引爆,把自己徹底湮滅。這就是Ia型超新星:不是一顆大質量恒星的塌縮,而是一顆白矮星失控的核爆炸,它是整個天文學中最有用的燈塔之一。

其物理既清晰又具體。白矮星靠電子簡併壓力支撐,一旦超過約1.4個太陽質量——錢德拉塞卡極限——這種壓力就會失效。當一顆吸積中的白矮星逼近這一極限,它內部的碳和氧便在一場失控的聚變反應中被點燃,幾秒內席捲整顆星,釋放出足以把它整個解體的能量——與核心坍縮超新星不同,它不留下任何殘骸。由於觸發它的始終是同一個臨界質量,這類爆炸能達到驚人相似的峰值亮度,約為太陽的五十億倍。

正是這種一致性成了天賜之禮。既然Ia型超新星的峰值真實光度幾乎相同,天文學家就能用它們看上去有多亮來測量它們有多遠——它們是標準燭光,在幾十億光年之外仍可見。正是Ia型超新星,在二十世紀九十年代末揭示了宇宙的膨脹正在加速,由此引出了暗能量的概念。關於確切的觸發機制(一顆伴星,還是兩顆白矮星併合)確有誠實的爭論,但它們作為距離標尺的可靠性已確立無疑。

1998年,兩個團隊測量了幾十顆遙遠的Ia型超新星,發現它們比一個勻速滑行的宇宙所允許的更暗——因而更遠。宇宙膨脹正在加速、由暗能量驅動這一結論,贏得了2011年的諾貝爾物理學獎。

一顆被推過極限的白矮星引爆——一支用來丈量宇宙的標準燭光。

儘管同樣叫「超新星」,Ia型與核心坍縮超新星是截然不同的兩類:它來自一顆小小的、死去的白矮星,而非一顆巨星,並且不留下中子星或黑洞——那顆星被徹底摧毀。

又稱
SN Iawhite dwarf supernovaIa型超新星白矮星超新星